Βέλτιστος σχεδιασμός και προσομοίωση λειτουργίας πλανητικού συστήματος μετάδοσης κίνησης περιστροφικής περισταλτικής αντλίας παρουσία σφαλμάτων τοποθέτησης

Ραγκούσης, Κλεάνθης; Ragkousis, Kleanthis

dc.contributor.author	Ραγκούσης, Κλεάνθης	el
dc.contributor.author	Ragkousis, Kleanthis	en
dc.date.accessioned	2023-01-20T10:21:30Z
dc.date.available	2023-01-20T10:21:30Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56804
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24502
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Πλανητικό σύστημα	el
dc.subject	Περισταλτική αντλία	el
dc.subject	Βέλτιστος σχεδιασμός	el
dc.subject	Σφάλματα τοποθέτησης	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Planetary gear transmission	en
dc.subject	Peristaltic pump	en
dc.subject	Optimal design	en
dc.subject	Misalignment	en
dc.subject	Simulation	en
dc.title	Βέλτιστος σχεδιασμός και προσομοίωση λειτουργίας πλανητικού συστήματος μετάδοσης κίνησης περιστροφικής περισταλτικής αντλίας παρουσία σφαλμάτων τοποθέτησης	el
dc.title	Optimal design and simulation of a planetary gear transmission of a rotary peristaltic pump for drug delivery in the presence of misalignments	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική Μηχανική	el
heal.classification	Computational Mechanics	en
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-26
heal.abstract	Στόχος αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός προφίλ οδοντωτών τροχών που έχουν καλύτερη συμπεριφορά παρουσία απευθυγραμμίσεων καθώς και η μοντελοποίηση μέσω της Ανάλυσης Πεπερασμένων Στοιχείων του πλανητικού συστήματος μιας περισταλτικής αντλίας. Ο σχεδιασμός των οδοντωτών τροχών επιτυγχάνεται με χρήση των λογισμικών MATLAB και KISSSOFT για την ανάπτυξη των προφίλ και στη συνέχεια η χρήση του λογισμικού SOLIDWORKS για το τρισδιάστατο μοντέλο. Η μοντελοποίηση του πλανητικού συστήματος επιτυγχάνεται μέσω της εφαρμογής του εμπορικού λογισμικού ANSYS Workbench. Η διαδικασία αναλύει με το θεωρητικό υπόβαθρο της Θεωρίας του Χερτς της επαφής για ένα ευθυγραμμισμένο και κακώς ευθυγραμμισμένο ζεύγος οδοντωτών τροχών. Στη συνέχεια με βάση τη θεωρία των πλανητικών συστημάτων για την κινηματική ανάλυση και για τις τάσεις επαφής καθώς και την αποσύνδεση των συστημάτων του πλανητικού συστήματος και του συστήματος της περισταλτικής αντλίας. Με την επισκόπηση των μηχανικών φαινομένων να είναι πλήρης μπορεί να γίνει περαιτέρω μελέτη με χρήση πεπερασμένων στοιχείων. Για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων για το πλανητικό σύστημα και το σύστημα ραούλων-αντλίας-φορέα καθώς και η επαλήθευση του κωδικού ANSYS Workbench. Τα ζεύγη ταχυτήτων ενός σταδίου δοκιμάστηκαν σε στατική ανάλυση με τρία διαφορετικά προφίλ (εξειλιγμένη, τροποποιημένη εξειλιγμένη, δεδομένο προφίλ). Το προφίλ της εξειλιγμένης χρησιμοποιήθηκε τις περισσότερες φορές τόσο για τις επίπεδες όσο και για τις δοκιμές με απευθυγραμμίσεις ως σημείο αναφοράς προκειμένου να βεβαιωθεί ότι η ανάλυση λειτουργεί σωστά και οτι ακολουθεί τις εικασίες για τους πλαστικούς οδοντωτούς τροχούς. Ολοκληρώνοντας τα ζεύγη των οδοντωτών τροχών ήταν απαραίτητο και το πλανητικό σύστημα να δοκιμαστεί σε στατική ανάλυση για να επαληθευτεί η λειτουργικότητα των τροποποιημένων προφίλ στην εφαρμογή. Η στατική ανάλυση των συστημάτων γραναζιών έδωσε μια καλύτερη κατανόηση των πιέσεων που αναπτύσσονται κατά την επαφή. Ωστόσο, κρίθηκε απαραίτητος ο έλεγχος του πλανητικού συστήματος και σε μη μόνιμη ανάλυση. Αυτό έγινε για να προσδιοριστεί η επίδραση τόσο των λανθασμένων ευθυγραμμίσεων όσο και της επίδρασης της αντλίας στο πλανητικό σύστημα ως σύνολο. Επιπλέον, έγινε κινηματική ανάλυση ως ανάλυση κίνησης άκαμπτου σώματος χρησιμοποιώντας την Ανάλυση Κίνησης στο SOLIDWORKS, προκειμένου να προσδιοριστούν οι τροχιές τόσο των πλανητών-ραούλων όσο και του ραούλου του ήλιου ολόκληρου του συστήματος ως έλεγχος για τη μη μόνιμη ανάλυση του συστήματος ραούλων-αντλίας-φορέα στο ANSYS. Τέλος, το σύστημα ραούλων-αντλίας-φορέας μοντελοποιήθηκε σε μια μη μόνιμη ανάλυση στο ANSYS για να εξαχθούν τα αποτελέσματα των πλαστικών κυλίνδρων στη συμπίεση του σωλήνα σε ένα μοντέλο βαθιάς απόφραξης, καθώς και πώς κινείται το πραγματικό μοντέλο λόγω της χαλαρής προσαρμογής του οι πλανήτες στον φορέα.	el
heal.abstract	The goal of this thesis is to design gear profiles that have a better behavior in the presence of misalignments as well as to model through Finite Element Analysis the planetary system of a roller pump. The design of the gears is achieved using MATLAB and KISSSOFT for the development of the profiles and then SOLIDWORKS for the CAD model. The modelling of the planetary gear train is achieved via the implementation of the commercial software ANSYS Workbench. The process begins with the theoretical background of the Hertzian Theory of contact for an aligned and misaligned pair of gears. Afterwards based on the theory of planetary systems for the kinematic analysis and for the contact stresses as well as the decoupling of the systems. The overview of the mechanical phenomena is complete and allowing the further study using FEA. For the extraction of the results for the planetary system and the roller-pump-carrier system as well as the verification of the code ANSYS Workbench was implemented. The one-stage gear pairs were tested in static analysis with three different profiles (involute, modified involute, given profile). The involute profile was used most of the time both for the planar and for the misaligned tests as a benchmark in order to have a point of reference that the analysis is working correctly and follow the conjectures for plastic gears. Completing the one-stage pairs it was necessary for the Planetary Gear Train to be tested in static analysis to verify the workability of the modified profiles in the application. The static analysis of the gear systems gave a better understanding of the pressures that develop during contact. However, it was deemed necessary to check the Planetary Gear Train in transient analysis as well. This was done in order to determine the effect of both the misalignments and the roller pump as a whole. Furthermore, a kinematic analysis as a rigid body motion was done using Motion Analysis in SOLIDWORKS, in order to determine the trajectories of both the planets-rollers and the sun-roller of the whole system as a control for the transient analysis of the roller-pump-carrier system in ANSYS. Finally, the roller-pump-carrier system was modelled in a transient analysis in ANSYS to see the effects of plastic rollers on the compression of the tube in a deep occlusion model, as well as how the real model moves due to the loose fit of the planets on the carrier.	en
heal.advisorName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Σπιτάς, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Προβατίδης, Χριστόφορος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Στοιχείων Μηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	96 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false